Enligt statistiken finns det cirka 240 vanliga standarder för standardprodukter för bilar som har släppts och implementerats, som täcker lumentätningselement, rörledningsanslutningsfästen, brickor, skruvar, muttrar, bultar, etc., varav 115 standarder är relaterade till metallfästen, som står för cirka 48 procent . Med den kontinuerliga utvecklingen av bilindustrin har olika biltillverkare jämfört och optimerat fästelement från fyra aspekter för att dämpa ökningen av produktions- och förvaltningskostnader som orsakas av det ökande antalet metallfästen (nedan kallade bilfästen). element, material, värmebehandling och ytbehandling. Denna uppsats diskuterar detta.
1,1 bultar
För sexkantsbult plus fjäderbricka, när bultens förspänning är låg, är anti-lossningseffekten bättre. Men eftersom fjäderbrickan inte används till viktiga delar, dras bultarna med fjäderbrickor huvudsakligen åt med pneumatiska skiftnycklar med en noggrannhet på cirka ± 40 procent i produktionen. Monteringsmomentet och den axiella kraftspridningen är stor. Fjäderbrickan är ofta i tillplattat tillstånd, och riskerar till och med att expandera ringen. Den faktiska anti-lossningsprestandan hos bulten plus fjäderbrickan är okontrollerbar, kan inte uppfylla produktdesignkraven. För sexkantsflänsbultar finns följande fördelar.
① Enligt samma gängspecifikation är stödytan för sexkantsflänsbulten större än den för sexkantsbulten, vilket bättre kan fördela trycket på stödytan och undvika deformation av de anslutna delarna;
② Under samma friktionskoefficient är flänsbultens anti-lossningseffekt uppenbarligen bättre än sexkantsbultens;
③ För att undvika att friktionen mellan hylsänden och den anslutna delen skadar ytan på den anslutna delen, är flänsbulten mer ekonomisk än sexkantsbulten med platt bricka.
Sexkantsflänsbultar är att föredra, och sexkantsbultar, sexkantsbultar plus fjäderbrickor, sexkantsbultar plus fjäderbrickor plus plana brickor, och sexkantsbultar plus plana brickor är begränsade.
1,2 skruvar
Skruvens skruvform är intern skruvning. Drivformerna inkluderar invändig sexkant, tvärspår och invändig sexkant. Huvudtyperna inkluderar runt huvud, cylindriskt huvudfläns, platt runt huvud, platt rundhuvudfläns, panhuvud, panhuvudfläns, försänkt huvud och halvförsänkt huvud.
Eftersom kraven på monteringseffektivitet också ständigt förbättras föredras sexkants-torx-skruvar, standardkonstruktioner optimeras och användningen av insexskruvar och korsförsänkta skruvar begränsas successivt.
1,3 nötter
Användningseffekten av sexkantsflänsmutter är densamma som för sexkantflänsbult. Om strukturen tillåter är sexkantflänsmutter att föredra. För delar med speciella krav mot lossning ska effektiva vridmomentlåsmuttrar, såsom alla metalllåsmuttrar och icke-metalliska låsmuttrar, beaktas. Eftersom låsmuttern helt i metall låses genom deformation av gängan, är den inte lämplig för de delar som ofta demonteras; Den icke-metalliska insatslåsmuttern har god återanvändbarhet, men enligt standardkraven för fästelement, förutom motorn, är dess appliceringstemperatur Mindre än eller lika med 120 grader. Det bör särskilt noteras att den effektiva låsmuttern av vridmomenttyp måste övervinna det ytterligare vridmomentet som orsakas av mutterdeformation eller icke-metalliska insatser under installationen, så vridmomentet måste bekräftas. Spännkraften kanske inte räcker till när den monteras enligt den vanliga mutterns vridmomentvärde, och det finns risk för användning.
1,4 tråd
Eftersom bärförmågan och anti-lossningskapaciteten för fin tråd är högre än för grov tråd, bör fin tråd väljas så mycket som möjligt när man väljer större gängade fästelement, och utbudet av gängade fästelement kan också minskas. Det framgår av tabell 1 att det i allmänhet endast finns grova tänder under M12 och fina tänder över M12. I kommersiella fordons gängade fästelement samexisterar grova och fina tänder ovanför M12, och det finns fortfarande utrymme för optimering.
1,5 bricka
För att förbättra monteringseffektiviteten och minska risken för fel och felmontering får packningar i princip inte existera ensamma. Förslag på användning av olika packningar är följande.
① Den platta brickan används huvudsakligen för att förbättra kontakttillståndet, öka lagerytan och upprätthålla stabiliteten hos friktionskoefficienten för stödytan; ② Fjäderbrickan använder elasticitet för att generera axiell förspänning, vilket kan lindra dämpningen av axiell kraft. Men eftersom anti-lossningsprestandan är svår att kontrollera effektivt, är bulten lätt att bära excentrisk belastning och riskerar att skadas; ③ Den tandformade elastiska brickan har vridna tänder och har hög hårdhet efter värmebehandling. Vid montering kommer tänderna att deformeras elastiskt och delvis bäddas in i stödytan för att bilda en låsningseffekt. Den tandformade brickan ska användas med försiktighet vid anslutningsdelen.
ytbehandling
Bilfästen inkluderar bultar, muttrar och brickor, varav de flesta måste genomgå ytbehandling för att skydda dem från korrosion, förbättra deras utseende eller uppnå vissa speciella funktioner, såsom skruv- och myggfästen som kontrollerar låsmomentet. Se till exempel tabell 2 för servicemiljön och kraven på korrosionsbeständighet för ett hushållsbilsfäste.
2.1 elförzinkning
Den bästa antikorrosionsprestandan är zinkgul passivering, följt av zinkgrön passivering, zinksvart passivering och zinkblåvit passivering. Den allmänna beläggningens korrosionsbeständighet är 8 μm. Gul passivering vit rosttid 72h, röd rosttid 144h; Svartvit passivering vit rosttid 6h, rödrosttid 72h.
Följande tre aspekter måste uppmärksammas i praktisk tillämpning. Med den gradvisa skärpningen av miljöskyddet är användningen av trivalent krompassivering, zinkaluminiumbeläggning och andra mer miljövänliga metoder för fordonsfästelement trenden i framtiden; Fordonsfästen med maximal draghållfasthet större än 1000 MPa (motsvarande hårdhetsvärde på 33,5 HRC och 332 HV) ska behandlas med vätgasdrivning efter plätering före passivering för att minska risken för fördröjd fraktur; Om kromatpassiveringsfilmen utsätts för miljön över 70 grader under lång tid kommer dess korrosionsbeständighet att skadas. Därför, för områden med hög omgivningstemperatur, bör zinkpassivering användas med försiktighet.
2,2 zink aluminiumbeläggning
Zinkaluminiumbeläggningen har ingen väteförsprödning och uppfyller kraven för miljöskydd. Den röda rosttiden för neutral saltspraytest kan nå 720h. Beläggningsfärgerna är svarta och gråa. Att tillsätta smörjmedel till beläggningsvätskan kan ändra friktionskoefficienten. Bultar av klass 10,9 och högre är att föredra. Dessutom bör följande aspekter också beaktas vid användning. Vidhäftningsstyrkan mellan zinkaluminiumbeläggningen och substratet är inte lika stark som för zinkplätering, och det faller pulver under användning. Därför kan den inte användas inuti transmissionsdelarna, och det rekommenderas inte att använda bultarna som måste demonteras upprepade gånger. Dessutom, för stora bultar och muttrar, är fatplätering lätt att producera repor och stötar, vilket minskar korrosionsbeständigheten, vilket bör beaktas vid val; För fästelement med konduktivitetskrav och fästelement med utvändig gänga nominell diameter mindre än M6 och invändig gänga mindre än M10, bör zinkaluminiumbeläggning inte användas för att säkerställa skruvning och normal montering.
2,3 zink nickellegering
Jämfört med zinkplätering har korrosionsbeständigheten hos zinknickellegering förbättrats avsevärt, och samma plätering 8 μ Efter passivering och tätningsbehandling kan ytan vara fri från vitrost i 240h och rödrost i 1000h; Dessutom uppfyller den också kraven på hög temperaturbeständighet. Eftersom zink-nickellegering fortfarande har en liten tendens till väteförsprödning, för att minska kvalitetsrisken för bilfästen med draghållfasthet större än 1000 MPa, måste nödvändig verifiering utföras före användning.
2.4 kopparplätering
Smältpunkten för koppar är cirka 1083 grader. I högtemperaturmiljöer, för att undvika sintring av gängade delar, väljs kopparplätering för ytbehandling, speciellt för bilfästen runt motorns avgasgrenrör.
Material och värmebehandling
Höghållfasta bultar för bilar hänvisar i allmänhet till produkter av klass 8,8 eller högre, som inte bara måste ha hög draghållfasthet och sträckförhållande, utan också ha hög slagprestanda vid låg temperatur. En av svårigheterna vid tillverkning är även härdnings- och härdningsbehandling av höghållfasta bultar. Swrch35k, 10B21, 10b33, 35CrMo, 42CrMo eller 20MnTiB stål väljs som material, se tabell 3 för detaljer. Som vi alla vet är de mekaniska prestandatestresultaten för höghållfasta fästelement inte bara de viktigaste produktkvalitetsindikatorerna, utan också viktiga indikatorer relaterade till säkerhet. Det största problemet med swrch35k och 10B21 stål är dålig härdbarhet. Effektiv kontroll av härdnings- och härdningsprocessen för höghållfasta bultar spelar en avgörande roll för mekaniska egenskaper.
För att förbättra värmebehandlingskvaliteten hos höghållfasta bultar för bilar, bör stålet kontrolleras från följande tre aspekter. ① Att kontrollera kolhalten i mitten och övre gränserna kan inte bara förbättra stålets hållfasthet och seghet, utan också minska tendensen till segregation. ② Att kontrollera legeringselementet till den övre gränsen kan öka härdbarheten och förbättra stålets hållfasthet och seghet. ③ Minimera innehållet av skadliga restelement P och s för att säkerställa stålets renhet. Kvalitet och material för bilfästen.
Det är en av svårigheterna med kvalitetskontroll att förändringar av inre struktur och egenskaper hos bultar under härdning och anlöpning inte kan övervakas i realtid. Innan du laddar, kontrollera noggrant märket på bulthuvudet för att säkerställa att informationen om bultarna som ska bearbetas är korrekt, inte går förlorad och identifierbar efter värmebehandling. Släcknings- och uppvärmningsprocessen ska vara strikt kontrollerad, kolpotentialen ska vara korrekt och härdningstiden för varje parti bultar ska registreras. Efter att kylmediet har tömts ut ska arbetsstyckets ythårdhet testas. 10B21 och 20MnTiB stål ska vara större än 43hrc; Swrch35k, 45 och 10b33 stål ska vara mer än 48hrc. Mikrostrukturen efter härdning är finnålsmartensit, som utvärderas enligt JB/t9211-2008 martensitkvalitet av medelkolstål och medelkollegerat konstruktionsstål. Den släckande martensiten är klass 3-5 och uppfyller de tekniska kraven; Likformigheten i härdningshårdheten hos ytan och kärnan får inte vara större än 3HRC.